Nitrogeno (Amoniacal) en Agua (Sm4500-Nh3)

UNIVERSIDAD BIBLIOTECA DE ALEJANDRÍA MÉTODO PARA DETERMINAR Año 53 A.C. NITRÓGENO (AMONIACAL) EN AGUA (SM 4500-NH3) ACT: 1

1/13

MÉTODO PARA DETERMINAR NITRÓGENO (AMONIACAL) EN AGUA (SM 4500-NH3)* ESTE METODO ES IDÉNTICO AL METODO SM 4500-NH3 -98

*

Aprobado por el Comité de la Estándar Métodos, 1997.

Elaboró Hefestión

Revisó: Balacro

Aprobó: Alejandro Magno

Fecha

Fecha

Fecha

53 A.C.

53 A.C.

53 A.C.


2/13

INTRODUCCIÓN

1. SELECCIÓN DEL MÉTODO

Los dos grandes factores de influencia del método para determinar amoniaco son las concentraciones y la presencia de interferencias. En general, la determinación directa y manual de bajas concentraciones de amoniaco es la confinación de agua, potable, limpieza limpieza de la superficie y de aguas subterráneas y una buena nitrificación debido a los efluentes de las aguas de desechos. De esta forma y donde las interferencias están presentes es necesaria una gran precisión, y una previa destilación es requerida. Un método de titulación (C), un método del electrodo del ion selectivo para amonio (D), un método del electrodo del ion selectivo para amonio usando una cantidad conocida para adicionar (E), método del fenato (F), y dos versiones automatizadas del método del fenato (G y H). Los métodos D, E, F, G Y H pueden ser usados con o sin destilación de la muestra. Los datos están presentes en las tablas 4500NH3:I y III que son de ayuda en la selección apropiada del método de análisis. La nerselización ha sido colocada como un método estándar, aunque se considere una medida clásica de la calidad del agua por mucho tiempo. El uso del mercurio en esta prueba garantiza la detección a causa de los problemas de eliminación. El procedimiento de destilación y de titulación es usado especialmente para concentraciones de NH3-N mas grandes que 5 mg/L. Use ácido bórico como absorbente después de la destilación si el destilado es para ser titulado. El método de electrodo electrodo selectivo de amoníaco amoníaco es aplicable aplicab le sobre los rangos de 0.03 a 1400 mg NH3N/L.

Elaboró Hefestión

Revisó: Balacro


Fecha

Fecha

Fecha

53 A.C.

53 A.C.

53 A.C.


3/13

El método manual del fenato es aplicable a aguas frescas y de mar y es para 0.6 mg NH3-N/L. Destilar dentro de ácido sulfúrico (H2SO4) que es el absorbente en el método del fenato cuando hay interferencias presentes. El método del fenato automático es aplicable sobre rangos de 0.02 a 2.0 mg NH 3N/L.

2. INTERFERENCIAS

La glicina, la urea, el ácido glutámico, cianatos cianatos e hidroxilos de acetaminas son muy escasos en soluciones estancadas pero, de estos, solo la urea y los cianatos serán hidrolizados en la destilación a pH de 9.5. Las cantidades hidrolizadas son cerca del 7% a este pH para la urea y cerca del 5% para los cianatos. Los compuestos volátiles alcalinos tales como la hidracina y las aminas serán influencia en los resultados de la titulación. Los residuos de reactivos clorados con amoniaco se deben mover de la muestra con un pretratamiento. Si una muestra probablemente contiene cloruros residuales, inmediatamente después de la toma, tratarla con un agente declorante como en 4500-NH3.B.3d.

3. ALMACENAJE DE LAS MUESTRAS

Resultados más confiables son obtenidos con muestras frescas. Si las muestras son analizadas anali zadas en menos men os de 24 horas de la toma, to ma, refrigerarlas refrige rarlas sin acidificarla ac idificarlass a 4°C. Para la preservac pre servación ión de las muestras mues tras hasta hast a 28 días, congelarla con gelarla a –20° –20 °C sin acidificar, o preservar las muestras por acidificación a pH menor que 2 y almacenarla a 4°C. Si la preservación p reservación con ácido se usa, neutral izar la muestra con NaOH o KOH inmediatamente antes de la determinación. Precaución: aunque la acidificación es conveniente para ciertos tipos de muestra, estos producen interferencias cuando el amonio intercambiable esta presente en los sólidos sin filtrar. Elaboró Hefestión

Revisó: Balacro


Fecha

Fecha

Fecha

53 A.C.

53 A.C.

53 A.C.


4/13

4. BIBLIOGRAFIA

THAYER, G.W. 1970. Comparisonof two storage methods for the analysis of nitrogen and phosphorus fraction in estuarine water. Chesapeake Sci. 11:155. SALLEY,B.A., J.G. BRADSHAW & B.J. NEILSON. 1986. Results of comparative Studies of preservation techniques for nutrient analysis on water samples. Virginia Institute of Marine Science, Gloucester point.

4500-NH3 D. MÉTODO DE ELECTRODO SELECTIVO DE DE AMONÍACO

1. DISCUSIÓN GENERAL a)

Principio : : En el electrodo selectivo de amoníaco se utiliza una membrana

hidrófoba permeable al gas para separar la solución de muestra de una solución interna del electrodo de cloruro de amonio. El amoníaco disuelto (NH3(ac) y NH4+) se convierte en NH3(ac) elevando el pH por encima de 11 con una base fuerte. NH3(ac) se difunde a través de la membrana y cambia el pH de la solución interna que es apreciado por un electrodo de pH. El nivel fijo de cloruro en la solución interna se detecta por un electrodo selectivo de ion de cloruro que sirve de electrodo de referencia. Las determinaciones potenciométricas se hacen con un medidor de pH que tiene una escala expandida en milivoltios o con un iónmetro específico. b)

Ambito y aplicación : Este método es aplicable a la determinación de 0,03 a : Este

1.400 mg de NH3-N/1 en agua potable y de superficie, y en las residuales domésticas e industriales. Las concentraciones altas de iones disueltos Elaboró Hefestión

Revisó: Balacro


Fecha

Fecha

Fecha

53 A.C.

53 A.C.

53 A.C.


5/13

afectan a la medida, pero el color y turbidez no lo hacen. No es necesario destilar las muestras. Utilícense soluciones patrón y muestras a la misma temperatura y conteniendo niveles parecidos de especies disueltas totales. El electrodo selectivo de amoníaco responde lentamente por debajo de 1 mg de NH3-N/L, razón por la que es preciso utilizar tiempos de inmersión de electrodos más largos (2 a 3 minutos) para obtener lecturas estables. c)

: Las Interferencias : Las aminas forman una interferencia positiva. Estas pueden

ser eliminadas con una acidificación. Mercurio y plata interfieren interfieren por formar complejos con el amoníaco, a menos que se use la solución de NaOH/EDTA (3c). d)

: Refrigerar Conservación de muestras : Refrigerar a 4ºC las muestras que se vayan a

analizar en las 24 horas siguientes. Consérvense las muestras con gran contenido en materia orgánica y nitrogenada, y todas las demás durante periodos largos, reduciendo el pH a 2 o menos con H2SO4 concentrado.

2. APARATOS a)

: Un pHmetro con escala expandida en milivoltios capaz de Electrómetro :

resoluciones de 0,1 mV entre - 700 y + 700 mV o un iómetro específico. b)

Electrodo selectivo de amoníaco 1.

c)

Agitador magnético , aislado térmicamente, con barrita recubierta de TFE.

1

Orion modelo 95-12, EIL modelo 8002-2, Beckman modelo 39565, o equivalente.

Elaboró Hefestión

Revisó: Balacro


Fecha

Fecha

Fecha

53 A.C.

53 A.C.

53 A.C.


6/13

3. REACTIVOS a)

Agua exenta de amoníaco : Véase sección 4500-NH3B.3a. Utilícese para

b)

Hidróxido de sodio , 10N.

c)

NaOH/EDTA solución, 10N: Disuélvanse Disuélvanse 400 g de NaOH en 800 ml de agua.

preparar todos los reactivos.

Adicionar 45.2 g de ácido etilendiaminotetracético, sal de tetrasodio tetrahidratado (Na4EDTA.4H2O) y agitar para disolver. Enfríe y diluya a 1000 mL. d)

Solución estándar de cloruro de amonio : : Disuélvanse 3.819 g de NH4Cl

anhidro (secados (secado s a 100°C) en agua, y diluir dil uir a 1000 mL; 1.00 mL = 1.00 1.0 0 mg N = 1.22 mg NH3. e)

Soluciones patrón de cloruro de amonio : Véase apartado 4a. siguiente. : Véase

4. PROCEDIMIENTO a)

: Prepárese una serie de soluciones patrón que Preparación de patrones :

cubran las concentraciones de 1000, 100, 10, 1 y 0,1 mg NH 3-N/1 mediante diluciones decimales de la solución patrón de NH4Cl con agua. b)

Calibrado del electrómetro : Pónganse 100 ml de cada solución patrón en un : Pónganse

vaso de 150 ml. Introdúzcase el electrodo en el patrón de menor concentración y mézclese con un agitador magnético. No agitar tan rápidamente como para que la solución capte burbujas de aire, que quedarían atrapadas en la membrana del electrodo. Manténgase la misma velocidad de agitación y una temperatura de unos 25ºC durante el calibrado y análisis. Añádase suficiente solución de NaOH 10N (1 ml es suficiente) para elevar el Elaboró Hefestión

Revisó: Balacro


Fecha

Fecha

Fecha

53 A.C.

53 A.C.

53 A.C.


7/13

pH por encima de 11. 11. Si existe la presencia de plata o mercurio es posible usar solución de NaOH/EDTA en lugar de solución de NaOH. Sies necesario adicionar mas de 1 mL de NaOH o de NaOH/EDTA, anote el volumen que se está usando, porque se requiere para los subsecuentes cálculos. Manténgase el electrodo en la solución hasta obtener una lectura estable en mili voltios. No añadir solución de NaOH antes de sumergir el electrodo, porque podría perderse amoníaco desde una solución básica. Repítase el procedimiento con los patrones restantes, comenzando por la concentración más baja para llegar a la más elevada. Espérese hasta que la lectura sea estable (2 a 3 minutos), antes de registrar los milivoltios para patrones y muestras que contengan <=1 mg NH3-N/L. c)

papel de gráficas semilogarítmico, compárese la concentración de amoníaco en mg NH3-N por litro en el eje log con el potencial en milivoltios en el eje e je lineal, empezando con las concentraciones más bajas en la base de la escala. Si el electrodo funciona correctamente un cambio de diez veces en la concentración de NH3N produce un cambio de potencial de 59 mV.

d)

: Consúltense las instrucciones del Calibrado del iónmetro específico :

Preparación

de

la

curva

: Utilizando patrón :

fabricante y procédase como en los apartados 4a y b. e)

: Si fuera necesario dilúyanse para llevar la Medida de las muestras :

concentración de NH3-N al rango de la curva de calibrado. Pónganse 100 ml de muestra en un vaso de 150 ml y sígase el procedimiento del apartado 4b anterior. Regístrese el volumen de NaOH 10N añadido por encima de 1 ml. Léase la concentración de NH3-N a partir de la curva patrón. p atrón.

Elaboró Hefestión

Revisó: Balacro


Fecha

Fecha

Fecha

53 A.C.

53 A.C.

53 A.C.


8/13

5. CALCULOS

mg NH 3

− N / L = A × B ×

100 + D  100 + C   

Donde: A = Factor de dilución. d ilución. B = concentración de NH3-N/L, mg/L, a partir de la curva de calibración, C = Volumen añadido de NaOH 10N al patrón de calibración, mL, y D = Volumen añadido de NaOH 10N a la muestra, mL.

6. PRECISION Y ERROR

Para el electrodo selectivo de amonio, en un laboratorio y usando concentraciones de 1.00, 0.77, 0.19, y 0.13 mg NH3-N/L de muestras de aguas superficiales, las desviaciones estándar fueron de ±0.038, ±0.017, ±0.007, y ±0.003, respectivamente. Un solo laboratorio usando muestras de aguas superficiales con concentraciones de 0.10 y 0.13 mg NH3-N/L, fueron recuperados el 96% y el 91%, respectivamente. El estudio de los resultados de interlaboratorios envolviendo a 12 laboratorios y usando un electrodo selectivo de amonio sobre agua destilada y efluentes están resumidos en la Tabla 4500-NH3:I. TABLA 4500-NH3:i. PRECISIÓN Y ERROR DEL ELECTRODO SELECTIVO DE AMONIO Nivel mg/L

Matriz

Recuperado medio %

0.04

Agua destilada Efluente de agua Agua destilada Efluente de agua

200 100 180 470

0.10

Precisión Total % RSD Por operador % RSD 125 25 75 0 50 10 610 10

Elaboró Hefestión

Revisó: Balacro


Fecha

Fecha

Fecha

53 A.C.

53 A.C.

53 A.C.

UNIVERSIDAD BIBLIOTECA DE ALEJANDRÍA MÉTODO PARA DETERMINAR Año 53 A.C. NITRÓGENO (AMONIACAL) EN AGUA (SM 4500-NH3) ACT: 1 0.80

Agua destilada Efluente de agua Agua destilada Efluente de agua Agua destilada Efluente de agua Agua destilada Efluente de agua

20 100 750

105 105 95 95 98 97 97 99

14 38 10 15 5 10.4 14.1

9/13

5 7.5 5 10 2 1.6 1.3

Fuente: AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Method 1426-79. American Soc. Testing & Materials, Philadelphia, Pa.

7. BIBLIOGRAFÍA

BANWART, W. L., J. M. BREMMER & M. A. TABATABAL 1972. Determination of ammonium in soil extracts and water samples by an ammonia electrode.Comm. Soil Sci. Plant Anal. 3:449. MIDGLEY, C. & K. TERRANCE. 1972. The determination of ammonia in condensed steam and boiler feed-water with a potentiometric ammonía probe. Analyst 97:626. BOOTH, R. L. & R. F. THOMAS 1973.Selective electrode determination of ammonia in water and wastes. Environ. Sci. Technol, 7:523. U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. 1979. Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes. EPA -600/4-79-020.National Environmetal Research Center, Cincinnati, Ohio. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. 1979. Method 1426-79. American Soc. Testing & Materials, Philadelphia, Pa.

Elaboró Hefestión

Revisó: Balacro


Fecha

Fecha

Fecha

53 A.C.

53 A.C.

53 A.C.


10/13

4500-NH3 E. MÉTODO DE ELECTRODO SELECTIVO DE AMONÍACO CON ADICIÓN CONOCIDA

1. DISCUSIÓN GENERAL a)

: Cuando Principio : Cuando existe una relación lineal entre concentración y respuesta,

es conveniente la adición conocida para medir muestras ocasionales porque no se necesita calibrado. Dado que una medida exacta requiere que la concentración sea aproximadamente el doble como resultado de la adición, se debe conocer la concentración de la muestra dentro de un factor de tres. Se puede medir la concentración total de amoníaco en ausencia de agentes complejantes hasta 0,8 mg de NH3-N/1, o en presencia de un gran exceso (50 a 100 veces) de agente complejante. La adición conocida es una comprobación adecuada de los resultados de la medición directa. b)

Véanse más datos en la sección 4500- NH3.D.1.

2. APARATOS

Utilícese el instrumental descrito en la sección 4500-NH 3.D.2. 3. REACTIVOS

Utilícense los reactivos especificados en la sección 4500-NH3.D.3. Añádase solución patrón de cloruro de amonio aproximadamente 10 veces más concentrada que las muestras a medir.

Elaboró Hefestión

Revisó: Balacro


Fecha

Fecha

Fecha

53 A.C.

53 A.C.

53 A.C.


11/13

4. PROCEDIMIENTO a)

Dilúyanse 1000 mg/L de solución primaria para preparar una solución patrón unas 10 veces más concentrada que el concentrado de muestra.

b)

Añádase 1 ml de NaOH 10N a cada 100 ml de muestra, introduciendo el electrodo inmediatamente. Cuando se compruebe una medida directa, déjese el electrodo en 100 ml de solución muestra. Utilícese la agitación magnética todo el tiempo. Léanse los mV y regístrese como E1.

c)

Llévense con la pipeta 10 ml de solución patrón en la muestra. Agítese bien y regístrese inmediatamente la nueva lectura de mV como E2.

Tabla 4500-NH3:II2 Valores de Q contra E (Pendiente de 59 MV) para cambio de Volumen del 10% E 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4

Q 0.297 0.293 0.288 0.284 0.280

E 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4

Q 0.178 0.176 0.174 0.173 0.171

E 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8

Q 0.0952 0.0938 0.0924 0.0910 0.0897

E 24.0 24.2 24.4 24.6 24.8

Q 0.056 0.0549 0.0543 0.0536 0.0530

E 32.0 32.2 32.4 32.6 32.8

Q 0.0354 0.0351 0.0347 0.0343 0.0340

5.5 5.6 5.7 5.8 5.9

0.276 0.272 0.268 0.264 0.260

9.5 9.6 9.7 9.8 9.9

0.169 0.167 0.165 0.164 0.162

17.0 17.2 17.4 17.6 17.8

0.0884 0.0871 0.0858 0.0846 0.0834

25.0 25.2 25.4 25.6 25.8

0.0523 0.0517 0.0511 0.0505 0.0499

33.0 33.2 33.4 33.6 33.8

0.0335 0.0333 0.0329 0.0326 0.0323

6.0 6.1 6.2

0.257 0.253 0.250

10.0 10.2 10.4

0.160 0.157 0.154

18.0 18.2 18.4

0.0822 0.0811 0.0799

26.0 26.2 26.4

0.0494 0.0488 0.0482

34.0 34.2 34.4

0.0319 0.0316 0.0313

2

Orion Research Inc. Manual de Instrucciones, Electrodo de Amoníaco, Modelo 95-10, Boston, Ma. 0.2129

Elaboró Hefestión

Revisó: Balacro


Fecha

Fecha

Fecha

53 A.C.

53 A.C.

53 A.C.


12/13

6.3 6.4

0.247 0.243

10.6 10.8

0.151 0.148

18.6 18.8

0.0788 0.0777

26.6 26.8

0.0477 0.0471

34.6 34.8

0.0310 0.0307

6.5 6.6 6.7 6.8 6.9

0.240 0.237 0.234 0.231 0.228

11.0 11.2 11.4 11.6 11.8

0.145 0.143 0.140 0.137 0.135

19.0 19.2 19.4 19.6 19.8

0.0767 0.0756 0.0746 0.0736 0.0726

27.0 27.2 27.4 27.6 27.8

0.0466 0.0461 0.0456 0.0450 0.0445

35.0 36.0 37.0 38.0 39.0

0.0304 0.0289 0.0275 0.0261 0.0249

7.0 7.1 7.2 7.3 7.4

0.225 0.222 0.219 0.217 0.214

12.0 12.2 12.4 12.6 12.8

0.133 0.130 0.128 0.126 0.123

20.0 20.2 20.4 20.6 20.8

0.0716 0.0707 0.0698 0.0689 0.0680

28.0 28.2 28.4 28.6 28.8

0.0440 0.0435 0.0431 0.0426 0.0421

40.0 41.0 42.0 43.0 44.0

0.0237 0.0226 0.0216 0.0206 0.0196

7.5 7.6 7.7 7.8 7.9

0.212 0.209 0.207 0.204 0.202

13.0 13.2 13.4 13.6 13.8

0.121 0.119 0.117 0.115 0.113

21.0 21.2 21.4 21.6 21.8

0.0671 0.0662 0.0654 0.0645 0.0637

29.0 29.2 29.4 29.6 29.8

0.0417 0.0412 0.0408 0.0403 0.0399

45.0 46.0 47.0 48.0 49.0

0.0187 0.0179 0.0171 0.0163 0.0156

8.0 8.1 8.2 8.3 8.4

0.199 0.197 0.195 0.193 0.190

14.0 14.2 14.4 14.6 14.8

0.112 0.110 0.108 0.106 0.105

22.0 22.2 22.4 22.6 22.8

0.0629 0.0621 0.0613 0.0606 0.0598

30.0 30.2 30.4 30.6 30.8

0.0394 0.0390 0.0386 0.0382 0.0378

50.0 51.0 52.0 53.0 54.0

0.0149 0.0143 0.0137 0.0131 0.0125

8.5 8.6 8.7 8.8 8.9

0.188 0.186 0.184 0.182 0.180

15.0 15.2 15.4 15.6 15.8

0.103 0.1013 0.0997 0.0982 0.0967

23.0 23.2 23.4 23.6 23.8

0.0591 0.0584 0.0576 0.0569 0.0563

31.0 31.2 31.4 31.6 31.8

0.0374 0.0370 0.0366 0.0362 0.0358

55.0 56.0 57.0 58.0 59.0

0.0120 0.0115 0.0110 0.0105 0.0101

5. CÁLCULOS a)

E = E 1 - E2

b)

A partir de la tabla 4500-NH3:II determínese la razón de concentración, Q, correspondiente al cambio de potencial, E. Para determinar determinar la concentración concentración original total de la muestra, multiplíquese Q por la concentración del patrón añadido: Co = Q Cs

Donde: Elaboró Hefestión

Revisó: Balacro


Fecha

Fecha

Fecha

53 A.C.

53 A.C.

53 A.C.


13/13

C o = concentración total de

la muestra, mg/L. Q = lectura a partir de la la tabla de adición adición conocida, y C 1 = concentración de patrón añadido, añ adido, mg/L. c)

Para comprobar una medición directa, compárense los resultados de los dos métodos. Si concuerdan en ± 4%, las medidas son buenas probablemente. Si el resultado de la adición conocida es mucho mayor que la medida directa, la muestra puede contener agentes complejantes.

6. PRECISION Y ERROR

En 38 muestras de agua analizadas por el método de la sal de fenol y el del electrodo selectivo de amoníaco con adición conocida, el método del electrodo conseguía una recuperación media del 102% de los valores obtenidos con el método de la sal de fenol, cuando las concentraciones de NH 3-N variaban entre 0,30 y 0,78 mg/L. En 57 muestras de agua residual, comparadas de forma similar, el método del electrodo obtenía una recuperación media del 108% de los valores obtenidos por el método de la sal de fenol, usando la destilación cuando las concentraciones oscilaban entre 10,2 y 34,7 mg N/L. En 20 casos en que se analizaron de dos a cuatro duplicados de esas muestras, la desviación estándar media era 1,32 mg N/L. En tres determinaciones a la salida de un desagüe, la destilación no cambiaba estadísticamente el valor obtenido por el método del electrodo. En 12 estudios utilizando patrones del rango de 2,5 a 30 mg N/L, la recuperación media obtenida con el método de la sal de fenol era 97%, y con el método del electrodo 101%.

Elaboró Hefestión

Revisó: Balacro


Fecha

Fecha

Fecha

53 A.C.

53 A.C.

53 A.C.

Nitrogeno (Amoniacal) en Agua (Sm4500-Nh3)

Recommend Documents